王志堅（浙江省仙居縣第五小學）

探究的學習方式離不開科學實驗。實驗是學生解決科學問題、獲得科學知識、提升探究能力的基本載體，也是學生感受科學與生活的聯系、體驗科學價值的重要資源。那么，如何進行有趣、有效的實驗，提高小學科學教學的實效呢？筆者認為，實驗材料起著至關重要的作用。下面結合具體案例探究如何依托實驗材料提高小學科學教學實效。

一、在材料的建構中提高教學實效

不同的實驗材料會使學生經歷不同的實驗過程，收到截然不同的學習效果。為了提高教學實效，讓學生積極參與實驗探究，教師有必要通過構建材料激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的深度和廣度。

1.緊扣事物關系建構材料

緊扣事物關系建構材料可以分為以下三個環(huán)節(jié)：首先，從核心概念入手，依據學情選擇身邊的材料；其次，從事物關系出發(fā)，確定常見的典型材料；最后，從單元大概念著手，增加和豐富有結構的材料。例如，在教學教科版《義務教育教科書·科學》（以下統(tǒng)稱“教材”）一年級下冊“它們去哪里了”時，筆者利用與教學內容密切相關的材料讓學生理解“溶解”的概念。要想感知這個科學概念，我們身邊有很多材料，如香醋、冰糖、面粉、沐浴露等。而教材中用到的材料分別是鹽、紅糖和小石子。三種材料雖然普通，但是其中的事物關系卻是有層次性的。食鹽在水中溶解后是看不見的，紅糖在水中溶解后改變了水的顏色，而小石子不溶于水。這三種材料都很有特點，學生通過實驗對“溶解”的概念有了具體感知。為了加深學生對“溶解”的理解，筆者認為可以增加一些生活中常用的材料，如洗潔精、食用油、小木塊等。學生通過觀察比較，發(fā)現了有趣的現象：有的物質很快就溶解在水中，有的物質通過攪拌后慢慢溶解；有的物質不溶解而是沉在水底，有的物質不溶解而是漂浮在水面。這樣用大量熟悉的事物作為實驗材料，能使學生更好地了解“有些物質能溶于水，而有些物質不溶于水”這一科學概念。

2.緊扣思維過程建構材料

思維活動是科學探究的核心。從問題到假設、從假設到搜證、從結果到結論的過程都是經過學生的思考實現的。不同的思維方法需要加載在不同的材料上，精準把握科學的思維過程有助于教師建構有結構的材料。例如，在教學教材一年級下冊“誰輕誰重”時，教材中的探索環(huán)節(jié)要求學生用不同的方法將乒乓球、木塊、塑料塊、小橡皮、大橡皮按照輕重排序。在這些實驗材料中，最重的物體是大橡皮，學生通過預測就能確定。第二重的是小橡皮，學生通過掂量的方法也能確定。而另外三種材料輕重差不多，學生在掂量的過程中結論出現分歧。教學時，筆者引導學生討論：有什么方法能準確比較出乒乓球、木塊和塑料塊誰輕誰重呢？有的學生想到用天平兩兩比較的方法，有的學生想到用稱量的方法。通過討論、辨析，我們選擇用簡易天平來稱量。那么，怎么稱量呢？這時又涉及借助哪個參照物來稱量的問題。由于三個物體輕重接近，通過引導學生選擇了方便操作的回形針。于是，學生邊稱量、邊統(tǒng)計，最后根據回形針的個數確定了五個物體的輕重排序。在教師的引導下，學生經歷了這樣的思維過程：當我們用“預測”的方法無法比較時，想到了用“掂量”的方法；用“掂量”的方法也無法確定時，想到了用“兩兩比較”的方法；當“兩兩比較”的方法也不適用于多種物體稱量時，想到了用統(tǒng)一“標準物”的方法稱量。這樣，教師順著學生的思維過程，一步步地建構材料，優(yōu)化教學流程，精準地達成了教學目標。

3.緊扣STEAM理念建構材料

STEAM理念以項目式學習為出發(fā)點，重在培養(yǎng)學生科學、技術、工程、藝術和數學等方面的綜合素養(yǎng)，注重發(fā)展學生的思維、交往與合作及問題解決的能力。STEAM領域的學習活動在小學科學各單元中都有滲透，如教材二年級上冊“書的歷史”“椅子不簡單”“做一頂帽子”和教材二年級下冊“做一個指南針”等。以教材二年級上冊“做一頂帽子”為例，本節(jié)課的教學目標是：引導學生做一頂帽子，了解不同材料做成的帽子有不同的功能，在生活中可以根據需要選擇不同的材料。教學時，筆者先引導學生了解帽子的多種功能，如防曬、防水、保暖等，再為學生設置沙漠、雨林、雪山三個可以選擇的目的地，提供報紙、薄塑料袋、薄布、紙袋、厚塑料袋、厚布等6 種材料，且每種材料上都標注了1枚金幣或者2枚金幣的換購價值。接著，筆者讓學生根據自己選擇的目的地，用金幣換取所需的材料自制一頂實用且美觀的帽子。從觀察、選擇、換購、設計、制作等環(huán)節(jié)，轉變學生的學習思維，調動他們的積極性，確保STEAM理念下教學設計整合的實用性和可操作性。

二、在材料的優(yōu)化中提高教學實效

小學科學教材中的實驗材料和實驗順序的安排都是編者精心選擇編制的。然而，在實際教學中，我們發(fā)現有的實驗按照教材提供的材料去做，教學效果并不理想。因此，我們有必要對實驗材料進行優(yōu)化。

1.基于學情特點優(yōu)化材料

低年級學生剛進入系統(tǒng)的科學學習，觀察和實驗操作都處于起步階段。因此，在科學實驗前，教師要結合材料設計梯度活動，這樣不僅易于學生接受，而且還能有效避免出現無效的觀察和錯誤的操作。例如，在教學教材一年級上冊“用手來測量”時，學生的手就是課堂上最重要的實驗材料。本節(jié)課引導學生用手來測量，其本質就是用“一拃”來測量。如何讓學生做好“一拃”的手勢，有兩個操作難點：一是怎樣伸直手指，二是怎樣擺距離最大。教材圖示的標準姿勢是伸出大拇指和中指的同時收起食指，但是在實際教學中，學生收攏食指后的手勢很吃力，筆者就讓學生改為把大拇指、食指和中指都伸出來，確定大拇指到中指的最大距離為“一拃”。測量開始了，但是又發(fā)現學生徒手空擺測量效果很不理想，于是借助物體進行操作，使學生很快掌握了用手測量的方法，達成了預定的教學目標。

2.基于實驗特點優(yōu)化材料

科學教材中實驗材料的提供大多是具有普遍意義的典型材料，但是有些材料由于自身的缺陷，在實驗操作的過程中會出現費時、費力的現象。在選擇材料時，教師應該從教學目的出發(fā)，按照課堂教學活動的實際需要，創(chuàng)造性地選擇與優(yōu)化實驗材料，避免實驗過程出現無效探究的現象。例如，在教學教材一年級上冊“起點和終點”時，實驗時需要用紙帶進行測量。按照教材圖示上提供的紙帶操作，發(fā)現教學效果不理想。因為紙帶光滑不易鋪平，低年級學生操作時用時較長。如果改為用醫(yī)用膠帶代替紙帶，效果就完全不同了。因為醫(yī)用膠帶不但寬度合適，而且有黏性，在卡紙上可以反復粘貼和取下，方便低年級學生操作。這樣借助優(yōu)化的材料展開教學，使課堂教學變得有序且高效。

3.基于規(guī)范操作優(yōu)化材料

低年級學生活潑好動，對科學實驗非常感興趣，但是操作起來又缺乏科學性。因此，教師要根據低年級學生的實際情況，實驗材料要從細處入手，規(guī)范實驗操作的每個動作。例如，在教學教材二年級下冊“測試反應快慢”時，筆者組織學生玩“抓尺子”的游戲，發(fā)現“反應速度尺”下方的空白留得太短，不利于低年級學生做好測試前的準備，以至于很多學生一開始就把手放在了“10”的位置上，直接影響到實驗操作的規(guī)范性。于是，筆者根據操作需要進行改良，在尺的下方留出4 厘米左右的位置，畫上測試者的準備手勢，方便被測試者做好正確準備，以便進行下一步的比賽或測試。通過優(yōu)化材料，可以規(guī)范學生的動作，確保實驗的規(guī)范性，提升教學的實效性。

總之，雖然實驗材料的準備占據了教師課前大量的時間和精力，但是材料的建構、優(yōu)化與學生的學習效果密切相關。因此，教師要立足課堂，以“材料”為突破口，切實提高小學科學教學的實效，提升學生的科學素養(yǎng)。